IL 2021 SARÀ l’anno del digital twin. Il gemello digitale sta trovando ormai applicazione in tutti i settori, dall’industria 4.0 alla sanità, dalle costruzioni alle utility, passando per la moda, le auto a guida autonoma e gli smart assistant. Il digital twin incorpora funzionalità di simulazione, IoT, big data, machine learning e intelligenza artificiale per generare un modello che si aggiorna in real time per rispecchiare le variazioni della controparte fisica a cui è connesso. Quello che si realizza quindi è un circuito chiuso virtuale con un feedback continuo, grazie a sensori collegati in rete, che riportano costantemente prestazioni, condizioni operative e variazioni nel tempo di oggetti, luoghi, processi e perfino di intere città o di persone in carne e ossa.
Tutto è nato con un gruppo di ingegneri della General Electric alle prese con il malfunzionamento di una turbina di un motore. Qualcuno ebbe l’idea di creare una rappresentazione digitale del pezzo invece che smontare tutto per analizzare le varie parti, individuare il componente responsabile del difetto e sostituirlo. Il concetto ingegneristico poi si è trasformato rapidamente in un’applicazione informatica fino a diventare pura riflessione filosofica. C’è infatti chi considera i digital twin come un ponte tra il mondo fisico e quello digitale, arrivando a parlare di una nuova ontologia nella simbiosi tra uomo e rappresentazione digitale. Tuttavia è nell’industria 4.0 che i gemelli digitali trovano la loro maggiore applicazione, anche se non mancano esempi in moltissimi altri campi. Quelli che inizialmente erano schemi abbastanza approssimativi oggi sono diventate copie fedelissime usate per ottenere informazioni con le quali migliorare i prodotti, ottimizzare le operazioni, ridurre i costi arrivando fino a rivoluzionare l’esperienza dei clienti.
In generale i digital twin consentono di dimostrare l’impatto di modifiche alla progettazione, di simulare scenari di utilizzo e condizioni ambientali applicando un infinito ventaglio di variabili. Una delle conseguenze più immediate è l’eliminazione dei prototipi, il che riduce notevolmente i tempi di sviluppo. Una benedizione per l’industria 4.0, caratterizzata da processi fortemente dinamici, in cui sono necessarie flessibilità, efficienza e qualità, ma bisogna ridurre il più possibile il time-to-market. Un gemello digitale può essere sfruttato anche per valutare i processi produttivi ancora prima che le attività vengano avviate. Attraverso l’analisi delle simulazioni, le aziende possono infatti ridefinire i processi per mantenere stabili i livelli di efficienza di fronte a una variegata gamma di condizioni possibili. La stessa tecnologia può essere applicata agli strumenti e ai macchinari utilizzati, per evitare tempi di inattività e pianificare la manutenzione. Un esempio classico è l’uso che ne ha fatto Elon Musk. Sin dal lancio, Tesla ha implementato nelle sue auto tool in grado di ricreare un gemello digitale per ogni macchina elettrica prodotta. In questo modo sono state messe le basi per uno scambio costante di dati – ogni giorno l’azienda riceve l’equivalente in dati di oltre 2 milioni di chilometri percorsi – che permette non solo di migliorare l’affidabilità del prodotto, ma anche di prevedere la necessità di qualsiasi tipo di intervento ed eventualmente anche di applicare le dovute correzioni, il tutto operando tramite software da remoto. Ma non è l’unica a usare da tempo questo strumento.
Quello della General Electric è un caso storico: ormai da anni per ogni turbina che produce genera un digital twin che, costantemente aggiornato attraverso i sensori presenti sulla controparte fisica, permette di controllare ogni singola parte e monitorare le necessità di manutenzione. In questo modo ogni differenza tra il comportamento reale e la simulazione innesca un processo di alert e valutazione. Questa soluzione, oltre a consentire di analizzarne l’utilizzo concreto, permette anche di affinare il prodotto in vista di futuri cambiamenti. Stesso discorso per Boeing, che a partire dal 777 applica il modello digitale alla realizzazione e all’assemblaggio dei vari componenti che compongno un aeromobile. Ogni soggetto della filiera riceve le specifiche, crea il bullone o il flight management system in forma virtuale e lo invia alla Boeing che mette insieme il tutto, effettua i test necessari e solo quando tutte le simulazioni risultano positive, attiva la catena produttiva. I gemelli digitali tuttavia, possono essere utilizzati anche in ambiti più vicini alla quotidianità di tutti noi, come per la salute.
In alcune aziende sanitarie, come quella di Bologna, si sta già implementando l’utilizzo di un gemello virtuale del paziente in cui inserire tutti i dati salienti delle sue cartelle cliniche, in modo da avere un quadro sempre aggiornato. Un altro utilizzo vicino alla quotidianità è la gestione del traffico. Servizi come Google Maps o Waze, per esempio, sfruttano i big data per prevedere l’affollamento delle strade, ma nel prossimo futuro, con la diffusione delle smart car connesse e l’avvento di veicoli a guida autonoma, ci saranno le basi per costruire un’immagine completa in tempo reale della situazione sulle strade. Si potrà quindi facilmente prevedere l’impatto della chiusura di una via o di una corsia autostradale oppure prevenire cosa accadrà a un veicolo a distanza di 100 o 500 metri. Tutto ciò sta alla base di My Way, l’app realizzata da Infoblu, del gruppo Telepass, per segnalare in tempo reale quello che l’utente troverà lungo il viaggio.